АЗОТНА КИСЕЛИНА (HNO2): СТРУКТУРА, СВОЙСТВА, СИНТЕЗ - ХИМИЯ - 2025

На азотиста киселина е слаба неорганична киселина, химическата формула HNO ₂. Той се намира главно във воден разтвор с бледо син цвят. Той е много нестабилен и бързо се разгражда до азотен оксид, NO и азотна киселина, HNO ₃.

Обикновено се намира във воден разтвор под формата на нитрити. Той също идва естествено от атмосферата в резултат на реакцията на азотен оксид с вода. Там, специално в тропосферата, азотната киселина се намесва в регулирането на концентрацията на озон.

Разтвор на азотна киселина в чаша. Източник: Не е предоставен машинно четим автор. Безумният учен ~ commonswiki предположи (въз основа на претенции за авторски права).

Изображението по-горе показва разтвор на HNO _2, където може да се види характерният бледосин цвят на тази киселина. Той се синтезира чрез разтваряне азот триоксид, N ₂ O ₃, във вода. По същия начин той е продукт на подкисляването на разтвори на натриев нитрит при ниски температури.

HNO ₂ има малка търговска употреба, като се използва под формата на нитрити при консервирането на месо. От друга страна, той се използва при производството на азо багрила.

Използва се заедно с натриев тиосулфат при лечение на пациенти с отравяне с натриев цианид. Но това е мутагенно средство и се смята, че може да причини замествания в основите на ДНК веригите чрез окислително дезаминиране на цитозин и аденин.

Азотната киселина има двойно поведение, тъй като може да се държи като окислител или като редуциращ агент; това означава, че може да се намали до NO или N ₂, или окислен до HNO ₃.

Азотна киселина структура

Цис (вляво) и транс (вдясно) изомери със съответните молекулни структури на HNO2. Източник: Бен Милс.

Горното изображение показва молекулната структура на азотната киселина, използвайки модел на сфери и пръчки. Азотният атом (синя сфера) е разположен в центъра на структурата, образувайки двойна връзка (N = O) и единична връзка (NO) с кислородните атоми (червени сфери).

Обърнете внимание, че водородният атом (бялата сфера) е свързан към един от кислородите, а не директно към азота. Така че, знаейки това, структурната формула на HNO ₂ е или и няма такова HN връзка (като химическата формула може да ви доведе до мисля).

Молекулите на изображението съответстват на тези на газова фаза; във вода, те са заобиколени от водните молекули, които могат да приемат водороден йон (слабо) за образуване на NO ₂ ^- и Н ₃ О ⁺ йони.

Техните структури могат да приемат две форми: цис или транс, наречени геометрични изомери. В цис изомера Н атомът се затъмнява от съседния кислороден атом; докато в транс изомера и двете са в противоположни или противоположни позиции.

В цис изомера е вероятно образуването на вътремолекулен водороден мост (OH-NO), който може да наруши междумолекулните (ONOH-ONOH).

Имоти

Химически имена

-Азотна киселина

-Диоксонитна киселина (III)

-Нитрозил хидроксид

-Хидроксидоксидонитроген (систематично име на IUPAC)

Физическо описание

Бледосиня течност, съответстваща на разтвор на нитрити.

Молекулно тегло

47.013 g / mol.

Константа на дисоциация

Това е слаба киселина. PKa е 3.35 при 25ºC.

Точка на топене

Известно е само в решение. Следователно неговата точка на топене не може да бъде изчислена, нито могат да се изолират кристалите му.

Точка на кипене

Тъй като не съществува чисто, но във вода, измерванията на това свойство не са точни. От една страна, това зависи от концентрацията на HNO ₂, а от друга, нагряването му причинява разпадането му. Ето защо не се отчита точна точка на кипене.

Образуване на сол

Образува водоразтворими нитрити с Li ⁺, Na ⁺, K ⁺, Ca ²⁺, Sr ²⁺, Ba ²⁺. Но той не образува соли с поливалентни катиони, като: Al ³⁺ и / или Be ²⁺ (поради високата си плътност на заряда). Способен е да образува стабилни естери с алкохоли.

Пожарен потенциал

Той е запалим от химични реакции. Може да избухне при контакт с фосфорен трихлорид.

разлагане

Това е много нестабилно съединение и във воден разтвор се разлага на азотен оксид и азотна киселина:

2 HNO ₂ => NO ₂ + + H ₂ O

4 HNO ₂ => 2 HNO ₃ + N ₂ O + H ₂ O

Редуциращ агент

Азотната киселина във воден разтвор се проявява под формата на нитритни йони NO ₂ ^-, които преминават през различни редукционни реакции.

Реагира с I ^- и Fe ²⁺ йони под формата на калиев нитрит, за да образува азотен оксид:

2 KNO ₂ + KI + H ₂ SO ₄ => I ₂ + 2 NO + 2 H ₂ O + K ₂ SO ₂

Калиевият нитрит в присъствието на калаени йони се редуцира до образуване на азотен оксид:

KNO ₂ + 6 HCl + 2 SnCl ₂ => 2 SnCl ₄ + N ₂ O + 3 H ₂ O + 2 KCl

Калиевият нитрит се редуцира с Zn в алкална среда, образувайки амоняк:

5 H ₂ O + KNO ₂ + 3 Zn => NH ₃ + KOH + 3 Zn (OH) ₂

Окислител

Освен че е редуциращ агент, азотната киселина може да се намеси в окислителните процеси. Например: окислява сероводорода, превръщайки се в азотен оксид или амоняк, в зависимост от киселинността на средата, в която протича реакцията.

2 HNO ₂ + H ₂ S => S + 2 NO + 2 H ₂ O

HNO ₂ + 3 H ₂ S => S + NH ₃ + 2 H ₂ O

Азотната киселина, в кисела pH среда, може да окисли йодния йон до йод.

HNO ₂ + I ^- + 6 Н ⁺ => 3 I ₂ + NH ₃ + 2 H ₂ O

Той може да действа и като редуциращ агент, като действа върху Cu ²⁺, причинявайки азотна киселина.

номенклатура

HNO ₂ могат да получат други имена, които зависят от вида на номенклатурата. Азотната киселина съответства на традиционната номенклатура; диоксонитна киселина (III) към номенклатурата на запасите; и водороден диоксонитрат (III), до систематичния.

синтез

Азотната киселина може да се синтезира чрез разтваряне на азотен триоксид във вода:

N ₂ O ₃ + H ₂ O => 2 HNO ₂

Друг метод за получаване се състои в реакцията на натриев нитрит, NaNO ₃, с минерални киселини; като солна киселина и бромоводородна киселина. Реакцията се провежда при ниска температура и азотната киселина се изразходва in situ.

NaNO ₃ + H ⁺ => HNO ₂ + Na ⁺

Н ⁺ йонът идва или от HCl, или от HBr.

Рискове

Предвид неговите свойства и химически характеристики, има малко информация за преките токсични ефекти на HNO ₂. Може би някои вредни ефекти, за които се смята, че се произвеждат от това съединение, всъщност са причинени от азотна киселина, която може да бъде причинена от разграждането на азотната киселина.

Отбелязва се, че HNO ₂ може да има вредно въздействие върху дихателните пътища и да може да създаде дразнещи симптоми при пациенти с астма.

Под формата на натриев нитрит се намалява чрез дезоксихемоглобин, като се получава азотен оксид. Това е мощен вазодилататор, който произвежда релаксация на съдовите гладки мускули, изчислявайки LD50 доза от 35 mg / kg за орална консумация при хора.

Токсичността на натриевия нитрит се проявява чрез сърдечно-съдов колапс, последван от тежка хипотония, поради вазодилататорното действие на азотен оксид, произведен от нитрит.

Азотният диоксид NO ₂, присъстващ в замърсен въздух (смог), при определени условия може да доведе до азотна киселина; които от своя страна могат да реагират с амини и да образуват нитрозамини, гама от канцерогенни съединения.

Подобна реакция възниква и при цигарения дим. Установени са остатъци от нитрозамин, прилепнали към вътрешната облицовка на пушачите.

Приложения

Производство на диазониеви соли

Азотната киселина се използва в промишлеността при производството на диазониеви соли чрез реакцията й с ароматни амини и феноли.

HNO ₂ + ArNH ₂ + Н ⁺ => ArN = NAR + H ₂ O

Диазониевите соли се използват в реакции на органичен синтез; например в реакцията на Sandmeyer В тази реакция, заместването на амино група (H ₂ N-), в първичен ароматен амин, от групите Cl ^-, Br ^- и CN ^- случва. За да се получат тези ароматни продукти, са необходими медни соли.

Диазониевите соли могат да образуват ярки азо съединения, които се използват като оцветители, а също така служат като качествен тест за наличието на ароматни амини.

Елиминиране на натриевия азид

Азотиста киселина се използва за отстраняване на натриев азид (NaN ₃), която е потенциално опасна поради тенденцията да се взривят.

2 NaN ₃ + 2 HNO ₂ => 3 N ₂ + 2 NO + 2 NaOH

Синтез на оксими

Азотната киселина може да реагира с кетонни групи, за да образува оксими. Те могат да бъдат окислени до образуване на карбоксилни киселини или редуцирани до образуване на амини.

Този процес се използва при търговското получаване на адипинова киселина, мономера, използван при производството на найлон. Освен това участва в производството на полиуретан и естерите му са пластификатори, главно в PVC.

Във физиологичния му вид

Азотна киселина под формата на натриев нитрит се използва при обработката и консервирането на месо; тъй като предотвратява растежа на бактериите и е в състояние да реагира с миоглобин, като произвежда тъмночервен цвят, който прави месото по-привлекателно за консумация.

Същата сол се използва заедно с натриев тиосулфат при интравенозно лечение на отравяне с натриев цианид.

Препратки

1. Греъм Соломон TW, Craig B. Fryhle. (2011 г.). Органична химия. Амини. (10 ^-то издание.) Wiley Plus.
2. Шивър и Аткинс. (2008 г.). Неорганична химия. (Четвърто издание). Mc Graw Hill.
3. PubChem. (2019). Азотна киселина. Възстановени от: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
4. Softschools. (2019). Азотна киселина. Възстановена от: Softschools.com
5. Wikipedia. (2019). Азотна киселина. Възстановено от: en.wikipedia.org
6. Кралско химическо дружество. (2015). Азотна киселина. Възстановени от: chemspider.com
7. Нова световна енциклопедия. (2015). Азотна киселина. Възстановено от: newworldencyclopedia.org
8. DrugBank. (2019). Азотна киселина. Възстановени от: drugbank.ca
9. Химически състав. (2018). HNO ₂. Възстановени от: formulacionquimica.com